Šķidruma un gāzu plūsma. Mehāniskā jauda un lietderības koeficients.

1. Puķītis MG: 84-90., Pr.D: 67-70.;
Šilters: 118-163.

2. Literatūra
Šilters E., Reguts V., Cābelis A.
Fizika 10. klasei.
118-163. lpp.
Puķītis P.
Fizika 10. klasei
84-90. lpp.

3. Stundas saturs
Šķidruma un gāzu plūsma.
Bernulli efekts.
Spārna cēlējspēks
Magnusa efekts.
Mehāniskā jauda un lietderības koeficients.

4. Šķidrumi un gāzes
šķidrumi ir daudz mazāk saspiežami nekā gāzes
šķidrums vai gāze būtiski ietekmē ķermeņa kustību
pieņemts runāt par
nesaspiežamiem šķidrumiem

5. Plūsmas līnijas
iedomātas līnijas, pa kurām var izsekot šķidruma
daļiņu kustībai
norāda plūsmas ātruma palielināšanos vai
samazināšanos
iedalās - lamināras plūsmas
- turbulentas plūsmas

6. Lamināra plūsma
Plūsmas līnijas veido savstarpēji
paralēlus šķidruma vai gāzes slāņus.

7. Turbulenta plūsma
plūsmas līnijas veido virpuļus
veidojas aiz ķermeņiem, kurus šķidrums vai gāze aptek, un
gar cauruļvadu sienām
nav noteikta virziena
ir liels ātrums
bieži vien ir neprognozējamas
spēcīgi virpuļveida procesi atmosfērā un okeānu straumēs
ietekmē klimatiskos apstākļus

10. Šķidruma un gāzu plūsma
Dabā un tehnikā bieži novērojama šķidruma vai gāzes
pārvietošanās vietās ar mainīgu šķērsgriezuma
laukumu:
Tilpumi V1 = V2: V1 = S1 × Δl1 V2 = S2 × Δl2
Noteiktā laika intervālā caur dažādiem šķērsgriezuma
laukumiem S1 un S2 izplūst viena un tā pati šķidruma
masa. Mainās ātrums v1 un v2.

11. Simulācija:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/fluid-pressure-and-flow

12. Caur mazāko šķērsgriezuma laukumu šķidrums tek
ātrāk

13. Bernulli efekts
Bernulli vienādojums - http://macibuvideo.lv/2000
Bernulli efekts: pieaugot plūsmas ātrumam v,
samazinās plūsmas dinamiskais spiediens p.
Piemērs: cēlējspēks, kas nodrošina lidmašīnām spēju
lidot
 Kartupeļus vago, lai tie vēdinās un tādējādi labāk aug. Vēja ātrums virs vagu korēm ir lielāks, līdz ar to
mazāks spiediens un gaiss no vagas tiek rauts ārā un svaigs gaiss ieplūst no apakšas. Vislabāk savagot
perpendikulāri valdošajam vējam.
 Pēc Bernulli likuma darbojas visi skursteņi. Jo augstāks skurstenis, jo lielāka gaisa spiedienu starpība pie
krāsns un pie dūmeņa izejas, tāpēc, ejot uz augšu, gaiss paātrinās un vilkme pastiprinās. (Silts gaiss,
protams, ceļas augšā pats no sevis, bet rūpnīcu skursteņi ir tik augsti tieši Bernulli likuma dēļ)

14. Spārna cēlējspēks

15. Spārna cēlējspēks
Rodas, kad īpašas formas
konstrukcija (spārns)
pārvietojas attiecībā pret
gaisu.
Spārna augšpuse ir izliekta,
apakšpuse – plakana.
Spārna cēlējspēks
• Gaiss ātrāk kustas gar spārna virspusi. Tāpēc
virs spārna gaisa spiediens ir mazāks, zem
spārna gaisa spiediens ir lielāks.
• Spiedienu starpība rada spārna cēlējspēku.

16. Magnusa efekts
 Ja rotējoša bumba pārvietojas gaisā, tās abās pusēs ir
atšķirīgs gaisa plūsmas ātrums. Rezultātā mainās
bumbas kustības virziens.
http://www.youtube.com/watch?v=5dPPvzuNpgo
http://www.youtube.com/watch?v=BSTeuPWzJOY

17. Mehāniskā jauda un
lietderības koeficients
Ja darbs A tiek veikts vienmērīgā laikā t, tad jaudu
aprēķina pēc formulas
Lai raksturotu, cik liela daļa enerģijas tiek izmantota
lietderīgi, aprēķina lietderības koeficientu (nī):
A1 – lietderīgais darbs, A – pilnais darbs, vienāds ar izlietoto enerģiju

18. Kopsavilkums
Šķidruma un gāzu plūsma - caur mazāku šķērsgriezuma laukumu
šķidrums tek ātrāk.
Bernulli efekts - lidmašīnas, putni, aerodium u.c.
Spārna cēlējspēks – spiediena starpība spārna augšā un apakšā.
Magnusa efekts - mainās gaisā rotējošas bumbas kustības virziens.
Mehāniskā jauda un lietderības koeficients -

19. Lai noteiktu elektromotora modeļa lietderības koeficientu,
Ilze veica eksperimentu, kurā noteica elektromotora
elektrisko jaudu P un izmērīja laiku t, kurā elektromotors
pacēla augstumā H atsvaru, kura masa ir m. Iegūtie mērījumi:
P=1,2W, t=5s, H=0,8m, m=0,6kg.
1. Cik lielu darbu padarīja elektromotors laikā t?
2. Par cik džouliem izmainījās atsvara potenciālā enerģija?
3. Cik liels bija ierīces lietderības koeficients?
Uzdevums:
P=1,2W
t=5s
H=0,8m
m=0,6kg
A - ?
Δ Wp - ?
η -?
A= 1,2 x 5 = 6 J
Δ Wp = 0,6x10x0,8=4,8J
η = 4,8 / 6 = 0,8 x100% =
80%
A = Pt
Wp = mgh

20. Materiāli papildus mācībām
Puķītis P. Fizika 10. klasei. 78-83. lpp.
Puķītis P. Fizika 10. klasei. Praktiskie darbi. –65-67. lpp.
Šilters E., Reguts V., Cābelis A. Fizika 10. klasei. 128-150.– lpp.
UZDK: Dzērve U., Eidiņš I. Fizikas uzdevumu krājums 10. klasei. 76-93.lpp.
Informācija internetā:
 https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/energija_un_impulss/bernulli_likums/bernulli_likums/
 http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_10/default.aspx@tabid=3&id=291.html#navtop
 http://www.uzdevumi.lv/ExerciseRun/RunExercise?exerciseId=265c67db-aa4a-4c9f-ad4f-
dc2d4e3147b1&parentType=VirtualSchool&parentId=586